准备 3D PCB 视频

概览

借助 Altium Designer 中的 3D 视频文档,突破静态 PCB 快照的局限。本文介绍如何使用 PCB 3D 影片编辑器面板创建影片、将电路板视图捕获为关键帧,并将这些帧编排成流畅的动画序列。了解如何通过电路板方向、缩放和过渡时间设置,从不同角度展示您的设计。继续阅读,开始为您的 PCB 打造更具吸引力的展示效果。

- 了解从何处访问 PCB 3D 影片编辑器,以及如何创建和管理影片。
- 探索如何通过面板或直接在 3D 设计空间中添加关键帧。
- 了解如何调整过渡时长、重新排列帧顺序以及控制电路板视图,编排您的视频序列。
使用 AI 深入了解:

在 Altium Designer 中,您可以将 PCB 的快照输出为 3D 打印图,从而在电路板实际投产前,快速、轻松地向他人展示成品的外观。不过,单张 3D 打印图总有不足之处。您难免会想要倾斜、旋转电路板,或在元件面与焊接面之间翻转,而这些操作都无法在打印图上实现。当然,这也不完全准确。您可以返回 3D 视图,旋转或翻转电路板,然后分别输出另一张打印图,但归根结底,它们仍然都是“静态”图像。

为了让电路板文档更具吸引力和实用性,Altium Designer 提供了生成 PCB 3D 视频文档的功能。您可以化身导演,制作 PCB 3D 视频,也可以称之为 3D 影片。它的内容由一系列电路板的 3D 快照组成,这些快照称为 Key Frames。对于序列中后续的每个关键帧,您都可以直接在设计空间中调整缩放级别、平移和旋转等属性,所有调整均相对于前一个关键帧的设置进行。

输出时,帧序列会作为输出作业文件的一部分,导出为所选的视频格式,例如 MP4。最终生成的视频通过在关键帧序列之间进行平滑插值,呈现连贯的画面。

因此,无论您是在编写装配指导手册、演示运动部件,还是只想通过炫酷的飞越镜头,从最佳角度展示产品,PCB 3D 视频都能为您的产品文档增添既美观又信息丰富的内容。

制作 PCB 3D 视频

PCB 3D 视频的创建、配置和管理均在 PCB 3D Movie Editor 面板中完成。要打开此面板,请单击主设计窗口右下角的 面板 按钮,然后从弹出的菜单中选择 PCB 3D Movie Editor。 此外,您也可以通过 View » Panels » PCB 3D Movie Editor 命令打开该面板。

PCB 3D Movie Editor 面板是创建和配置 3D 影片的控制中心。PCB 3D Movie Editor 面板是创建和配置 3D 影片的控制中心。

该面板主要分为三个区域:

  • 上部区域用于管理 3D 影片,即添加和删除影片。您可以为一个 PCB 创建任意数量的影片。
  • 中部区域用于定义关键帧序列。在此区域中,您可以添加新的关键帧,并根据设计空间中 3D 电路板显示效果的变化,更新现有关键帧。
  • 下部区域提供播放控件,可直接在 PCB 设计空间中播放所选影片。

PCB 3D 视频的所有配置信息都存储在 PCB 文档本身(*.PcbDoc)中。这样,每个 PCB 都可以拥有自己的 3D 影片列表。

无论 PCB 编辑器当前采用哪种查看模式,都可以打开 PCB 3D Movie Editor 面板,但只有在以 3D 模式查看电路板时,面板中的控件才会启用,您才能使用影片制作功能。在 2D 模式下查看电路板时,会显示一条警告,提醒您这一点。

以下各节介绍如何添加和准备新影片。

添加新影片

PCB 3D 视频由一系列关键帧生成。这些关键帧是电路板的快照,以视频格式发布时,会通过平滑插值生成连贯的影片,可用于突出展示电路板及其关键部分。

您可以在面板顶部创建新影片并设置标题。 要创建新的 3D 影片,可以单击 3D Movie 按钮的下拉箭头,然后选择 New;也可以单击 New()按钮,或使用该区域右键快捷菜单中的 New 命令。该区域中将添加一个新的影片条目,初始标题为 PCB 3D Video。该条目会处于选中状态,您可以直接输入一个有意义的标题。

您可以随时更改 3D 影片的标题。在面板中选择影片条目,然后按 Enter,或右键单击影片条目,再从快捷菜单中选择 Edit。当前选中的 3D 影片会高亮显示。根据需要输入新的影片标题,然后再次按 Enter,或单击其他位置以应用更改。

添加新影片并重命名的示例(将鼠标悬停在图像上)。添加新影片并重命名的示例(将鼠标悬停在图像上)。

要删除 3D 影片,请在列表中选中它,然后单击  按钮,或使用该区域右键快捷菜单中的 Delete 命令。

当焦点位于面板的上部区域时,也可以分别使用键盘快捷键 Ctrl+N 和 Ctrl+E 来创建新影片或编辑现有影片的名称。
3D Movie 按钮提供了此面板区域的所有可用控件,与右键快捷菜单类似。
3D 影片定义保存在 PCB 文件中。请注意,定义的具体内容包括每个关键帧中电路板的方向和缩放级别,以及关键帧的持续时间。

定义关键帧序列

PCB 3D 影片的基础是一系列关键帧,每个关键帧都是您在设计空间中调整好位置的 3D 电路板视图。请记住,每个关键帧都是影片中的一张快照。定义多个这样的快照(即关键帧序列)后,系统会在 n 关键帧之间的 n-1 间隔内进行平滑插值,从而生成最终的视频输出。

关键帧在 PCB 3D Movie Editor 面板的中部区域进行管理,序列中的每一帧各占一行。

使用 PCB 3D Movie Editor 面板中部区域提供的控件,定义视频的关键帧序列。使用 PCB 3D Movie Editor 面板中部区域提供的控件,定义视频的关键帧序列。

每个关键帧都具有以下属性:

  • Name - 关键帧的名称。默认情况下,帧将按 Key Frame、Key Frame 1、Key Frame 2 等格式命名。如果希望用更有意义的名称标识帧,可以更改此名称。例如,名称可以反映该电路板快照中的具体内容,如 U4 Zoomed。
  • Duration - 这是序列中各关键帧之间的过渡时间。在导出的视频中,总帧数取决于每个关键帧的持续时间,以及发布选项中指定的 Frames Per Second 设置。请注意,列表顶部默认名称为 Key Frame 的初始关键帧是一个特例。由于它是视频的起始帧,因此没有持续时间。

添加关键帧

为 3D 影片添加关键帧非常简单。在 PCB 编辑器中按需调整电路板的 3D 视图位置,然后单击 PCB 3D Movie Editor 面板中 Key Frame 区域对应的 New ()。从该按钮的下拉菜单中,选择在序列中的哪个位置添加新帧:

  • Add - 将新帧添加到帧列表的末尾。
  • Insert - 在当前选定的关键帧之前插入新帧。
或者,单击该区域使其获得焦点,然后使用 Ctrl+N 或 Ctrl+I 键盘快捷键,分别添加或插入新的关键帧。  Key Frame 按钮可让您快速访问该区域的所有可用控件,与右键快捷菜单类似。 

从 PCB 3D Movie Editor 面板中添加新的关键帧。从 PCB 3D Movie Editor 面板中添加新的关键帧。

初始关键帧的持续时间固定为 0.0s,而您添加的所有其他关键帧的初始默认持续时间均为 3.0s。您可以根据需要进行更改。单击相应的 Duration 条目使其获得焦点,然后直接输入数值,或使用右侧的向上/向下控件进行调整。持续时间的范围为 0.0s 至 100.0s。

直接从设计空间添加关键帧

也可以直接在 PCB 编辑器的设计空间中,将关键帧添加到指定的 3D 影片。这样,您就可以在调整“镜头”的同时更流畅地创建关键帧序列,而无需切换到 PCB 3D Movie Editor 面板。

要添加关键帧:

  1. 按需调整电路板的位置和朝向(在 3D 布局模式下)。
  2. 右键单击设计空间中的任意位置,然后从弹出的快捷菜单中选择 Add Key Frame to 3D Movie 子菜单。也可以使用 Ctrl+Alt+K 键盘快捷键直接弹出此子菜单。 菜单中列出了为当前 PCB 定义的所有 3D 影片,其中当前在面板中选定的影片以勾选标记标识。

    菜单中最多按标题列出 20 部影片。如果为 PCB 定义的影片超过 20 部,可单击 More 3D Movies 条目打开  选择 PCB 3D 影片对话框,从中选择要添加关键帧的影片。
  3. 单击影片名称,即可基于设计空间中电路板的当前视图,将新的关键帧添加到该影片关键帧序列的末尾。
  4. 要向同一部 3D 影片添加另一帧,请按需调整电路板,然后再次单击菜单中该影片的条目。要向其他影片添加帧,请单击菜单中相应影片的条目。
您可能需要刷新才能在 PCB 3D Movie Editor 面板中看到新添加的帧。为此,请单击面板中的 Movies 区域。

直接从设计空间为影片添加关键帧。直接从设计空间为影片添加关键帧。

直接从设计空间添加的关键帧始终位于关键帧序列的末尾,无法插入到序列中的指定位置。只有在 PCB 3D Movie Editor 面板中才能执行插入操作。

调整关键帧顺序和删除关键帧

可以使用  和  按钮更改关键帧的顺序,也可以在列表中拖放关键帧来调整顺序。要从序列中删除关键帧,请在列表中选中它,然后单击  按钮,或按键盘上的 Delete 。

请注意,初始(起始)关键帧无法删除。既不能在其位置插入新的关键帧,也不能将现有关键帧移到它前面。

编辑关键帧

在 PCB 3D Movie Editor 面板中,只有关键帧的 Name 和 Duration 字段可见且可编辑(第一个关键帧的持续时间除外)。要更改现有关键帧的电路板视图(缩放比例和/或朝向),需要先在设计空间中对电路板进行相应调整,然后使用新的信息更新该关键帧。操作步骤如下:

  1. 在 PCB 3D Movie Editor 面板中,选择要修改的关键帧。设计空间将根据该关键帧的属性显示电路板。
  2. 在 PCB 编辑器中按需更改电路板视图。
  3. 将电路板调整到所需的“姿态”后,在关键帧列表区域下方的 Key Frame () 下拉菜单中选择 Update 。

所选关键帧将使用电路板的新“快照”进行更新。

支持刚挠结合板

如果您的电路板是刚挠结合板,且已定义折叠顺序,也可以在 PCB 3D 影片中加入折叠/展开动作。操作步骤如下:

  • 照常调整电路板的位置,并根据需要拖动 Fold State 滑块来设置折叠状态,该滑块位于 PCB 面板上。当面板处于 层叠区域模式时,该滑块可用(参见下方动画)。
  • 插入一个关键帧,并根据需要设置 Duration 。
  • 调整电路板的位置,为下一个关键帧做好准备,并根据需要设置 Fold State 滑块。
  • 继续调整位置并添加新的关键帧,直到完成影片。

播放影片时,软件不仅会在关键帧之间进行插值,还会按照 PCB 面板上定义的折叠 Sequences ,折叠/展开电路板,以满足您指定的 Fold State 设置。

在创建关键帧序列时,使用 PCB 面板(处于 Layer Stack Regions 模式)上的 Fold State 控件,根据需要“弯折”电路板。在创建关键帧序列时,使用 PCB 面板(处于 Layer Stack Regions 模式)上的 Fold State 控件,根据需要“弯折”电路板。

要在完全折叠和完全展开状态之间快速切换刚挠结合板,请使用 View » Fold/Unfold 命令(键盘快捷键为 5)。

保持电路板静止

播放影片时,画面到达和离开关键帧时都不会暂停。如果需要让电路板在某个特定关键帧处保持静止:

  • 在面板中单击所需的关键帧。
  • 按 Ctrl+I 插入一个新的关键帧。该帧将添加到所选关键帧的before ,且 Duration 字段处于可编辑状态。您可以将这个新帧视为过渡关键帧,接替最初所选关键帧的过渡作用。因此,请输入一个合适的 Duration 值,用于从上一个关键帧过渡到此帧。
  • 随后的关键帧现在可以作为静止关键帧。将其 Duration 编辑为您希望电路板保持静止的时长。
  • 对其他需要让电路板保持静止的关键帧重复此过程。
别忘了影片的结尾。如果希望最终位置持续显示在屏幕上,则需要在影片的最末尾添加一个静止关键帧。

视频播放

通过关键帧序列定义好 PCB 3D 影片的内容后,您可以直接在设计空间中预览生成的视频。为此,请在 PCB 3D Movie Editor 面板的上部区域选择一个影片标题,然后单击下部区域中的 按钮。

只有为影片定义了至少两个关键帧,才能播放该影片。

Altium Designer 将成为您的专属影院——只需选择影片,按下 Play,然后放松下来,欣赏您的劳动成果!Altium Designer 将成为您的专属影院——只需选择影片,按下 Play,然后放松下来,欣赏您的劳动成果!

播放控件

按下“播放”即可快速开始,但我们在观看影片时都希望能够完全掌控播放过程,例如在场景之间来回跳转,当然,还有在看到特别喜欢的画面时暂停影片!3D 影片播放也不例外,面板中提供了各种控件,让观看体验更加丰富。以下是所有可用控件的概述:

- 从关联时间轴上标记的当前位置开始播放影片。

- 暂停播放影片。

- 将影片倒回开头,即关联时间轴上时间为零的第一个关键帧。此控件仅在影片未播放时可用。

- 跳转到序列中下一个关键帧的起点。此控件仅在影片未播放时可用。

- 跳转到序列中上一个关键帧的起点。此控件仅在影片未播放时可用。

时间轴会显示当前播放进度在整个影片中的位置。影片未播放时,您可以手动将时间轴上的标记拖动到任意位置。

沿时间轴拖动标记,实际上就是在手动播放影片。
沿时间轴拖动标记,实际上就是在手动播放影片。

插值设置

播放视频时,软件会通过插值来确定已定义关键帧之间的运动。此过程会为每一帧计算合适的缩放比例、朝向和旋转角度,而关键帧之间的总帧数由 Frame Rate x Duration till next key frame定义。

指定用于在相邻关键帧之间创建流畅过渡的插值方式,以及帧的播放速率。指定用于在相邻关键帧之间创建流畅过渡的插值方式,以及帧的播放速率。

可使用两种插值方式,播放控件正上方提供了用于在这两种方式之间切换的选项。

  • Key Frame to Key Frame - 在关键帧之间使用球面线性插值,并进行额外的平滑处理,使每帧结束时速度减慢。
  • Velocity between Key Frames - 在关键帧之间使用二次样条插值,同时将旋转范围划分为小于 90 度的区间。这样可以在关键帧之间实现更流畅的过渡,帧与帧之间保持恒定速度,而不会出现明显的减速。

PCB 编辑器中的默认播放帧率为每秒 25 帧。视频使用的总帧数取决于为每个关键帧设置的 Duration。可根据需要使用 Frame Rate 字段提高或降低帧率。帧率可以是 1 到 50 之间的任意值。

通过输出作业文件生成实际视频输出时,默认帧率设置为每秒 25 帧。

生成 PCB 3D 视频输出

您已经在序列中定义了所有需要的关键帧,并通过快速预览确认一切就绪。现在可以生成输出了!要生成影片,请在输出作业文件中添加一个 PCB 3D 视频输出,然后将其关联到视频输出容器。此容器支持多种输出格式,包括但不限于 AVI、WMV、MP4 和 FLV。

添加和配置视频输出容器

单击 [Add New Output Container] 按钮(位于 Output Containers 窗格中),然后从可用容器列表中选择 New Video,即可向输出作业文件添加视频输出容器。容器的配置在 视频设置对话框中进行,单击容器右上角的 Change 选项即可打开该对话框。

使用视频输出容器发布您的 PCB 3D 视频。使用视频输出容器发布您的 PCB 3D 视频。

默认情况下,发布器设置为生成单个视频文件,并使用 Output Job 文件名为其命名。请根据需要更改输出设置。

添加和配置 PCB 3D 视频输出

为要发布的每个 3D 动画在 Output Job 文件中添加一个输出。在 Output Job 文件的 Documentation Outputs 部分,单击 [Add New Documentation Output] 按钮,然后选择 PCB 3D Video 条目以及与该 3D 动画关联的源 PCB 文档。

选择 Data Source 时,请选择 [PCB Document],以保持 Output Job 文件的通用性,并最大限度地提高其在不同设计项目之间的可重用性。

为要发布的每个 3D 动画添加一个 PCB 3D 视频输出生成器。将鼠标悬停在图像上可查看新添加的输出。为要发布的每个 3D 动画添加一个 PCB 3D 视频输出生成器。将鼠标悬停在图像上可查看新添加的输出。

配置 Video 输出容器时,可以将与其关联的所有已启用 PCB 3D 视频输出生成为一个动画,也可以指定为每个输出生成单独的文件。如果选择后者,则每个文件都可以使用 Output Job 文件中对应输出的名称进行命名。在这种情况下,建议为输出指定更有意义的名称,例如使用您在 PCB 3D Movie Editor 面板中为其定义的标题。

PCB 3D 视频输出的配置在 PCB 3D Video 对话框中进行。要访问该对话框,请在 项目选项 - 默认打印 对话框中的 Documentation Outputs 下选择 PCB 3D Video ,然后单击 Configure;或者右键单击 Output Job 文件,然后从快捷菜单中选择 Configure。在该对话框中,可以从 Data Source 字段所指定 PCB 文档中当前定义的 3D 动画列表里,选择要使用的 3D 动画。

选择要用作所生成视频源的 3D 动画。
选择要用作所生成视频源的 3D 动画。

使用  切换电路板阴影效果的显示状态。

应用 3D 阴影效果,增强电路板的显示效果——将鼠标悬停在图像上即可查看结果。应用 3D 阴影效果,增强电路板的显示效果——将鼠标悬停在图像上即可查看结果。

请注意,在 3D 模式下,视图配置面板的 View Options 选项卡也为用户提供了用于控制电路板显示效果的选项。 

发布

按需添加并配置 PCB 3D 视频输出,以及用于发布这些输出的 Video 输出容器后,只需几步即可完成发布。选中 Video 输出容器,然后针对每个要包含在发布过程中的 PCB 3D 视频输出,单击其 Enabled 字段。启用的输出与输出容器之间会显示一条绿色连接线。

启用每个 PCB 3D 视频输出,以便通过 Video 输出容器发布其指定的 3D 动画。启用每个 PCB 3D 视频输出,以便通过 Video 输出容器发布其指定的 3D 动画。

然后,单击 Video 输出容器右侧的 Generate Content 按钮(快捷键:F9),或者右键单击容器并选择 Generate Video。随后将开始发布,生成的视频会存储在指定文件夹中。如果您选择了在导出后打开视频,并且已安装所需的软件,视频将打开并开始播放。

生成视频,欣赏本次展示的主角——您的电路板!生成视频,欣赏本次展示的主角——您的电路板!

当多个视频生成为单独的文件时(由同一个 Video 输出容器生成),导出后将打开并播放最后一个启用的 PCB 3D 视频输出所对应的视频(其 Enabled 字段中的编号最大)。
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功能可用性

您可使用的功能取决于您所采用的 Altium 解决方案——Altium Develop、Altium Agile Teams、Altium Agile Enterprise,或 Altium Designer(在有效订阅期内)。

如果您在实际软件中未看到文档中介绍的某项功能, 请联系 Altium Sales 了解更多信息。

旧版文档

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